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立体卷铁芯变压器与叠片铁芯变压器的性能对比

作者:威博特铁芯   发布时间:2017-10-03 20:01      浏览次数:114
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    立体卷铁芯叠片铁芯相比,在结构上有三个明显的改进:叠片改进为卷绕;芯柱平面排列改进为立体排列;芯柱截面形状由阶梯形状改为准多边形。这使得立体卷铁芯变压器与叠片铁芯变压器相比有五大优点。

    1、节省材料,降低成本
    立体卷铁芯变压器比叠片铁芯变压器节省材料的原因是由立体卷铁芯的独特结构决定的。立体卷铁芯的三个磁路的平均长度明显短于叠片铁芯。因此立体卷铁芯重量比叠片铁芯重量明显轻,所以节省材料,降低了成本。
    在相同的心柱截面积、相同的窗高尺寸、相同的芯柱中心距情况下,立体卷铁心重量比叠铁心轻20%,则立体卷铁心比叠铁心节省硅钢带材20%,降低铁芯材料成本20%。立体卷铁芯硅钢带加工成梯形料带时,采用套裁方法开料,故开料时没有废料产生,不浪费材料。而叠片铁芯硅钢片加工过程中需要冲角,冲下来的角料成为废料,造成约4%的材料浪费。立体卷铁芯芯柱截面呈多边形,截面填充系数可达0.95~0.96,而叠片铁芯芯柱截面呈阶梯形,截面填充系数为0.89~0.925,故在相同截面情况下,立体卷铁芯绕组的平均匝长短2%~3%,从而可节省铜材2%~3%。

    2、提高性能,降低损耗
    立体卷铁芯变压器比叠片铁芯变压器提高性能,降低损耗的原因,也是由立体卷铁芯的结构所决定。具体有两个方面:

    (1)由于立体卷铁芯的重量比叠片铁芯明显轻,在工艺系数相同、硅钢片单位损耗相同的情况下,立体卷铁芯的空载损耗就明显低,性能好。其关系式为:
P0=p0·G·K
式中
P0———空载损耗;p0———硅钢片单位损耗;G———铁心重量;K———工艺系数
    (2)由于立体卷铁芯在制造过程中经过退火处理, 工艺系数为1.05~1.1,而叠片铁芯在制造过程中一般不退火处理,工艺系数为1.2~1.4。在相同的硅钢带材料、相同的芯柱横截面积、相同的窗高尺寸、相同的芯柱中心距情况下,立体卷铁芯变压器比叠片铁芯变压器空载损耗下降约30%,空载电流下降70%~80%。

    3、降低噪声
    叠片铁芯是由一定形状的硅钢片按一定规律叠成。硅钢片之间不够紧密,工作时在电磁力作用下,产生振动,故噪声较大。而立体卷铁芯是由几种梯形料带依次卷绕而成,硅钢带之间较紧密,工作时,振动小、噪声低。立体卷铁芯变压器噪声比叠片铁芯变压器噪声低7~10dB。

    4、三相平衡
    由于叠片铁芯变压器的三个芯柱呈平面排列,这样使三个芯柱的磁路长度不一致,中间芯柱的磁路长度最短,两个边柱的磁路长度比中柱平均磁路长度长20%以上,从而造成三个芯柱空载电流差别较大,中柱空载电流最小,两个边柱的空载电流较大,造成三相不平衡。
    立体叠铁芯的三个芯柱呈等边三角形排列,三个芯柱的磁路长度完全一致,且最短,三个芯柱空载电流相等,因而三相平衡。